Космический аппарат «Зонд Эйнштейна» Китайской академии наук (CAS) готов к запуску в январе 2024 года. Оснащенная рентгеновскими приборами нового поколения с высокой чувствительностью и очень широким обзором, эта миссия будет исследовать небо и будет искать мощные взрывы рентгеновского излучения, поступающие от таинственных небесных объектов, таких как нейтронные звезды и черные дыры.
Зонд Эйнштейна является результатом сотрудничества под руководством CAS с Европейским космическим агентством (ESA) и Институтом внеземной физики Макса Планка (MPE).
В обмен на вклад в развитие этой миссии и определение ее научных целей ESA получит доступ к 10% данных, полученных с помощью наблюдений зонда Эйнштейна.
«Благодаря своему инновационному дизайну, Einstein Probe может мгновенно контролировать большие участки неба. Таким образом, мы можем обнаружить много новых источников и в то же время изучать поведение рентгеновского света, поступающего от известных небесных объектов в течение длительного периода времени», — говорит Эрик Кулкерс, научный сотрудник проекта ESA Einstein Probe. «Космос — наша единственная лаборатория для исследования самых энергетических процессов. Такие миссии, как Зонд Эйнштейна, необходимы для улучшения нашего понимания этих процессов и для того, чтобы узнать больше о фундаментальных аспектах физики высоких энергий».
Внимательно следит за рентгеновским небом
В отличие от звезд, вкрапляющих наше небо ночью и надежно обозначающих созвездие, большинство космических объектов, светящихся в невидимых для невооруженного глаза рентгеновских лучах, очень изменчивы. Они постоянно светлеют и тускнеют, и во многих случаях они ненадолго появляются, прежде чем исчезнуть на длительный период (тогда их называют временными) или навсегда.
Благодаря бурным космическим событиям рентгеновский свет от астрономических источников очень непредсказуем. Однако оно содержит фундаментальную информацию о некоторых из самых загадочных объектов и явлений нашей Вселенной. Рентгеновские лучи связаны со столкновениями между нейтронными звездами, взрывами сверхновых, веществом, падающим на черные дыры или надплотными звездами, или высокоэнергетическими частицами, которые выбрасываются из дисков горящего материала, окружающего такие экзотические и загадочные объекты.
Зонд Эйнштейна улучшит наше понимание этих космических событий, обнаружив новые источники и наблюдая изменчивость объектов, сияющих в рентгеновских лучах по всему небу. Позволяя ученым быстро изучать эти кратковременные события, зонд Эйнштейна поможет определить происхождение многих наблюдаемых на Земле импульсов гравитационных волн.
Глаза омара в космосе
Для достижения всех своих научных целей космический корабль Einstein Probe оснащен инструментами нового поколения с высокой чувствительностью и возможностью наблюдения за большими участками неба: Wide-field X-ray Telescope (WXT) и Follow-up X-ray Telescope (FXT).
WXT имеет оптическую модульную конструкцию, которая имитирует глаза омара и использует инновационную технологию Micro Pore Optics. Это позволяет прибору наблюдать за 3600 квадратных градусов за один снимок. Благодаря этой уникальной возможности «зонд Эйнштейна» может внимательно следить за почти всем ночным небом на трех орбитах вокруг Земли (каждая орбита занимает 96 минут).
Новые источники рентгеновского излучения или другие интересные события, подмеченные WXT, затем нацеливаются и подробно изучаются с помощью более чувствительного FXT. Важно, что космический корабль также будет передавать сигнал на Землю, чтобы запускать другие телескопы на Земле и в космосе, работающие на других длинах волн (от радио до гамма-лучей). Они быстро укажут новый источник, чтобы собрать драгоценные многоволновые данные, что позволит более тщательно изучить событие.
Европейский вклад
ESA сыграло важную роль в разработке научных принадлежностей Einstein Probe. Агентство оказало поддержку для тестирования и калибровки рентгеновских детекторов и оптики WXT. ESA разработало зеркальный сборник одного из двух телескопов FXT в сотрудничестве с MPE и Media Lario (Италия).
Зеркало FXT базируется на дизайне и технологии миссии ESA XMM-Newton и рентгеновского телескопа eROSITA. MPE внесло зеркальную сборку для другого телескопа FXT и разработало модули детектора для обоих блоков FXT. ESA также обеспечило систему отклонения нежелательных электронов от детекторов (отводник электронов).
Во время миссии наземные станции ESA будут использоваться для загрузки данных с космического корабля.
Флот высокоэнергетических миссий ESA
ESA имеет длинную историю развития астрономии высоких энергий. XMM-Newton и Integral уже более двух десятилетий тщательно исследуют Вселенную в рентгеновских и гамма-лучах, что привело к значительному прогрессу в этой области. ESA также принимает участие в миссии X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission (XRISM), возглавляемой Японским агентством аэрокосмических исследований (JAXA) в сотрудничестве с NASA , которая стартовала летом 2023 года.
